Analisis Pembebanan Statik Pada Wheelset Kereta Api Menggunakan Perangkat Lunak Ansys Workbench
DOI:
https://doi.org/10.70609/metrotech.v5i1.8723Kata Kunci:
Wheelset, Pembebanan statik, Finite Element Analysis, ANSYS Workbench, Tegangan utama, Deformasi, Faktor keamananAbstrak
Wheelset merupakan salah satu komponen vital pada kereta api yang berperan dalam memikul beban, menjaga kestabilan gerak, serta memastikan kontak roda–rel berjalan dengan baik. Kerusakan pada Wheelset berpotensi menyebabkan deformasi berlebih, penurunan faktor keamanan, hingga risiko kecelakaan, sehingga diperlukan analisis struktural untuk menjamin keandalannya. Penelitian ini bertujuan mengevaluasi respons struktural Wheelset terhadap pembebanan statik melalui metode Finite Element Analysis (FEA) menggunakan ANSYS Workbench 17.2. Proses penelitian mencakup pembuatan model 3D, penentuan material ASTM A36, pengaturan meshing, penetapan kondisi batas, serta pemberian gaya vertikal sebesar 200.000 N sesuai standar beban gandar. Hasil simulasi menunjukkan bahwa deformasi maksimum sebesar 0,24436 mm masih berada dalam batas elastis material; tegangan utama maksimum sebesar 64,281 MPa jauh di bawah nilai luluh 250 MPa; dan nilai safety factor minimum 3,7155 mengindikasikan struktur berada dalam kondisi aman. Dengan demikian, Wheelset dinilai mampu menahan pembebanan statik secara optimal. Untuk penelitian mendatang, disarankan penambahan analisis beban dinamis, kajian kelelahan material, serta perbandingan material alternatif guna meningkatkan performa struktural Wheelset.
Referensi
[1] D. Devianto et al., “An innovative model for capturing seasonal patterns of train passenger movement using exogenous variables and fuzzy time series hybridization,” J. Open Innov. Technol. Mark. Complex., vol. 10, no. 1, hal. 100232, 2024, doi:10.1016/j.joitmc.2024.100232.
[2] L. Mahendra, “Konsep Alat Uji Ketidakseimbangan Dinamis Wheelset Kereta Api,” Universitas Gajah Mada, 2021.
[3] A. Zulkarnain dan D. I. Kusuma, “Rancang Bangun Prototype Alat Pendeteksi W heel Flat pada Sarana Kereta K3,” Bul. Profesi Ins., vol. 5, no. 2, hal. 66–71, 2022.
[4] R. Dahlan, “Analisis tegangan pada hollow axle kereta cepat CR 400 AF dengan metode elemen hingga,” vol. 18, no. 2, hal. 94–99, 2023.
[5] S. A. Yudistirani, E. Diniardi, H. Basri, dan A. I. Ramadhan, “Analisa keausan dan faktor keamanan keluar rel pada kereta api lokomotif,” vol. 13, no. 2, 2021.
[6] R. Lia, I. Yuwono, A. Tranggono, A. Salim, A. Prasetyo, dan M. Zainal, “Analisis Kekuatan Struktur Bogie Frame Kereta Ukur pada Kondisi Exceptional Loads,” vol. 6, no. 2, hal. 16–27, 2022.
[7] Sumiyanto dan Abdunnuser, “Pengaruh Media Pendingin Terhadap Sifat Mekanik Dan Struktur Mikro Plat Baja Karbon ASTM A36,” Tek. mesin, vol. 11, no. 2, hal. 155–170, 2015.
[8] S. A. Pranatagama, O. Kurdi, dan A. Widodo, “Analisis Perubahan Tegangan Pada Friction Block Kereta Api Cepat dengan Octagonal Menggunakan Finite Element Method,” J. Tek. Mesin S-1, vol. 12, no. 2, hal. 61–64, 2024.
[9] I. M. Ilyasa, I. A. Hendaryanto, dan H. Winarno, Agustinus, “Analisis Kekuatan Struktur pada Desain Traction Rod Kereta Api Lokomotif dengan Metode Finite Element Analysis ( FEA ),” J. Engine Energi, Manufaktur, dan Mater., vol. 8, no. 2, hal. 190–199, 2024.
[10] A. B. Prasetiyo, K. A. Sekarjati, dan I. P. A. Assagaf, “Analisis Frekuensi Natural Velg Ring 16 Menggunakan Finite Element Method,” vol. 2022, no. November 2021, hal. 354–359, 2022.
[11] S. M. Utomo et al., “Analisis Pembebanan Statik Pada Rangka bogie automatic people mover system (APMS) Menggunakan Standar UIC-615 Dengan Finite Element,” hal. 131–138, 2017.
[12] I. C. Cruceanu dan Ș Sorohan, “Determination of the Harmonic Response of a Railway Wheelset using The Finite Element Analysis Method,” Procedia Manuf., vol. 47, hal. 173–179, 2020, doi: 10.1016/j.promfg.2020.03.026.
[13] R. Safarudin, “Desain Purwarupa Alat Uji Ketidakseimbangan Dinamis pada Rangkaian Roda Kereta Api,” 2021.
[14] N. Supriyana dan A. Kholidin, “Analisa Tegangan Poros Roda Gerbong Kereta Api Dengan Metode Elemen Hingga,” Simetris J. Tek. Mesin, Elektro dan Ilmu Komput., vol. 7, no. 2, hal. 681, 2016, doi: 10.24176/simet.v7i2.781.
[15] T. Setiazi et al., “Analisis elemen hingga karakteristik suhu solid disc brake mobil 1,” J. Tek. Mesin, vol. 10, no. 4, hal. 547–550, 2022, doi: 10.1016/j.matpr.2021.01.437.
[16] B. Asngali, A. Susanto, M. F. Subkhan, I. Martinez, K. Yamada, dan F. Majedi, “Static Analysis of Railway Axle using Finite Element Method and Monitoring of Railway Bearing Based on Vibration Analysis,” J. Phys. Conf. Ser., hal. 1–7, 2021, doi: 10.1088/1742- 6596/1845/1/012037.
[17] M. Arifuddin dan A. I. Mahardika, Modul Deformasi Zat Padat, 1 ed. Banjarmasin: Universitas Lambung Mangkurat, 2023.
[18] L. R. Wiradarma, M. R. F. Amrozi, dan S. Siswosukarto, “Analisis Dampak Penambahan Beban Gandar Kereta Api terhadap Struktur Jalan Rel,” Simp. Nas. Teknol. Infrastruktur, hal. 1–8, 2024.
Unduhan
Diterbitkan
Terbitan
Bagian
Lisensi
Hak Cipta (c) 2026 Dio Dwi Mubarok, Diah Wulandari, Tinton Davareza, Ganda Putra Firmansyah
Artikel ini berlisensi Creative Commons Attribution 4.0 International License.
